矿山机械的管理系统及矿山机械的管理方法

文档序号:8287913阅读:293来源:国知局
矿山机械的管理系统及矿山机械的管理方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及管理矿山机械的系统以及方法。
【背景技术】
[0002]液压式挖掘机、自卸汽车等各种各样的建筑机械在土木工作现场或矿山的采掘现场作业。近年,通过无线通信来获取建筑机械的作业信息从而掌握建筑机械的状态的方法不断发展。例如,在专利文献I中记载了搬运机的运行模拟系统。
[0003]先行技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:JP特开平5— 290103号公报

【发明内容】

[0006]发明要解决的课题
[0007]然而,在以用于矿山中的生产率提高的行路设计评价或驾驶者的驾驶指导等为目的的情况下,需要针对矿山机械已行驶的每条路径来进行解析。基于该目的,不仅需要新创建矿山机械的作业现场中的行驶路地图,而且还需要检测、解析矿山机械行驶至所创建的行驶路地图的哪个位置时发生怎样的事件、进而被进行了怎样的操作等。因此,需要对矿山机械已行驶的路径进行区分确定。专利文献I是运行的模拟,因此难以精度良好地区分确定矿山机械已行驶的路径。
[0008]本发明的目的在于,能在矿山中使对矿山机械已行驶的路径进行区分确定时的精度得以提高。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本发明涉及一种矿山机械的管理系统,包含:位置信息检测部,其搭载于在矿山中工作的矿山机械,求取与所述矿山机械的位置相关的信息即位置信息;和判定部,其至少基于作为与当所述矿山机械从规定的第I位置出发经过装载货物的第2位置并移动至卸下货物的第3位置时的路径即第I路径的位置相关的信息的、所述第I路径的每隔规定距离而存在的各个节点的位置、和在所述矿山机械处于作业中由所述位置信息检测部求出的所述位置信息是否一致,来判定对应于多个所述位置信息的第2路径与所述第I路径是否相同,其中,当在所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息时,所述判定部判定为所述节点的位置与所述位置信息一致,进而使用存在于所述规定范围内的所述位置信息来校正所述节点的位置。
[0011]优选地,存在于所述规定范围内的所述位置信息与校正前的所述节点之间的距离成为最短。
[0012]优选地,所述判定部,根据多个所述位置信息来求取所述矿山机械的行进方向,在所述行进方向为从所述第I位置朝着所述第2位置的情况下,即使在位于所述第2位置与所述第3位置之问的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致,在所述行进方向为从所述第2位置朝着所述第3位置的情况下,即使在位于所述第I位置与所述第2位置之问的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致。
[0013]优选地,具有:货物检测装置,其检测所述矿山机械是否装上了货物,所述判定部,在有所述货物的情况下,即使在位于所述第I位置与所述第2位置之间的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致,在没有所述货物的情况下,即使在位于所述第2位置与所述第3位置之间的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致。
[0014]本发明涉及一种矿山机械的管理系统,包含:位置信息检测部,其搭载于在矿山中工作的矿山机械,求取与所述矿山机械处于作业中的位置相关的信息即位置信息;和判定部,其基于根据多个所述位置信息而求出的所述矿山机械的行进方向、和作为与当所述矿山机械从规定的第I位置出发经过装载货物的第2位置并移动至卸下货物的第3位置时的路径即第I路径的位置相关的信息的、每隔规定距离而存在的多个节点的位置,来判定对应于多个所述位置信息的第2路径与所述第I路径是否相同。
[0015]本发明涉及一种矿山机械的管理系统,包含:位置信息检测部,其搭载于在矿山中工作的矿山机械,求取与所述矿山机械处于作业中的位置相关的信息即位置信息;货物检测装置,其搭载于所述矿山机械,检测所述矿山机械是否装上了所述货物;和判定部,其基于所述货物的状态、和作为与当所述矿山机械从规定的第I位置出发经过装载货物的第2位置并移动至卸下货物的第3位置时的路径即第I路径的位置相关的信息的、每隔规定距离而存在的多个节点的位置,来判定对应于多个所述位置信息的第2路径与所述第I路径是否相同。
[0016]本发明涉及一种矿山机械的管理方法,其中,求取与在矿山中工作的矿山机械处于作业中的位置相关的信息即位置信息,至少基于作为与当所述矿山机械从规定的第I位置出发经过装载货物的第2位置并移动至卸下货物的第3位置时的路径即第I路径的位置相关的信息的、所述第I路径的每隔规定距离而存在的各个节点的位置、和求出的所述位置信息是否一致,来判定对应于多个所述位置信息的第2路径与所述第I路径是否相同,在所述判定中,当在所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息时,判定为所述节点的位置与所述位置信息一致,进而使用存在于所述规定范围内的所述位置信息来校正所述节点的位置。
[0017]优选地,存在于所述规定范围内的所述位置信息与校正前的所述节点之间的距离成为最短。
[0018]优选地,在所述判定中,根据多个所述位置信息来求取所述矿山机械的行进方向,在所述行进方向为从所述第I位置朝着所述第2位置的情况下,即使在以位于所述第2位置与所述第3位置之间的所述节点为中心的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致,在所述行进方向为从所述第2位置朝着所述第3位置的情况下,即使在以位于所述第I位置与所述第2位置之间的所述节点为中心的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致。
[0019]优选地,在所述判定中,根据多个所述位置信息来求取所述矿山机械的行进方向,在所述行进方向为从所述第I位置朝着所述第2位置的情况下,即使在位于所述第2位置与所述第3位置之间的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致,在所述行进方向为从所述第2位置朝着所述第3位置的情况下,即使在位于所述第I位置与所述第2位置之间的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致。
[0020]本发明涉及一种矿山机械的管理方法,在所述判定中,在所述矿山机械中有货物的情况下,即使在位于所述第I位置与所述第2位置之间的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致,在没有所述货物的情况下,即使在位于所述第2位置与所述第3位置之间的所述节点的周围的规定范围内存在所述位置信息,也判定为所述位置信息与所述节点的位置不一致。
[0021]本发明涉及一种矿山机械的管理方法,其中,求取与在矿山中工作的矿山机械处于作业中的位置相关的信息即位置信息,检测在矿山中装上货物并进行搬运的矿山机械是否装上了所述货物,基于所述货物的状态、和作为与当所述矿山机械从规定的第I位置出发经过装载货物的第2位置并移动至卸下货物的第3位置时的路径即第I路径的位置相关的信息的、每隔规定距离而存在的多个节点的位置,来判定对应于多个所述位置信息的第2路径与所述第I路径是否相同。
[0022]本发明能在矿山中使对矿山机械已行驶的路径进行区分确定时的精度得以提高。
【附图说明】
[0023]图1是表示本实施方式所涉及的矿山机械的管理系统被应用的现场的图。
[0024]图2是本实施方式所涉及的矿山机械的管理系统所具有的管理装置的功能框图。
[0025]图3是表示自卸汽车的构成的图。
[0026]图4是表示车载信息收集装置及其周边设备的功能框图。
[0027]图5是表示自卸汽车已行驶的路径的一例的图。
[0028]图6是表示本实施方式所涉及的路径确定处理的过程的一例的流程图。
[0029]图7是表示已登记路径的信息的图。
[0030]图8是用于说明判定实际行驶路径的位置信息与已登记路径的通过位置的一致的方法的图。
[0031]图9是用于说明用于判定实际行驶路径的位置信息与已登记路径的通过位置的一致的追加事项的图。
[0032]图10是用于说明用于判定实际行驶路径的位置信息与已登记路径的通过位置的一致的追加事项的图。
[0033]图11是用于说明特定区间中的实际行驶路径的位置信息PI与已登记路径的通过位置的一致的判定的图。
[0034]图12是用于说明不新登记排土位置的情况的图。
[0035]图13是用于说明不新登记排土位置的情况的图。
[0036]图14是用于说明不新登记装载位置的情况的图。
[0037]图15是用于说明不新登记装载位置的情况的图。
[0038]图16是用于说明新登记排土位置的情况的图。
[0039]图17是用于说明新登记排土位置的情况的图。
[0040]图18是用于说明新登记装载位置的情况的图。
[0041]图19是用于说明新登记装载位置的情况的图。
[0042]图20 — I是用于说明对实际行驶路径的位置信息PI所一致的已登记路径的通过位置WP进行提取的处理的图。
[0043]图20 — 2是用于说明新创建通过位置的方法的图。
[0044]图21是表示在新路径信息RIN的一部分中包含区段(sect1n)在内的通过位置WP以及链路的组合的一例的图。
[0045]图22是用于说明创建区段的方法的一例的图。
[0046]图23是表示基于在创建区段之际使用的倾斜角度的分类的图。
[0047]图24是用于说明创建区段的方法的一例的图。
[0048]图25是表示在多个路径信息中未合并同一通过位置WP的状态的图。
[0049]图26是表示在多个路径信息中合并了同一通过位置WP的状态的图。
[0050]图27是用于说明特定区间的合计的图。
[0051]图28是用于说明特定区间的合计的图。
【具体实施方式】
[0052]参照附图来详细说明用于实施本发明的形态(实施方式)。
[0053]图1是表示本实施方式所涉及的矿山机械的管理系统被应用的现场的图。矿山机械的管理系统I管理矿山机械的运行,或者评价生产率或矿山机械的操作者的操作技术等,或者进行自卸汽车的预防保养以及异常诊断等。故而,管理系统I确定自卸汽车20已行驶的路径,并作为路径信息进行蓄积。以下,设行驶路径是指包含自卸汽车20行驶的路径和停止的地点的路径。以下,将行驶路径酌情也称为路径。
[0054]矿山机械是在矿山中用于各种工作的机械类的总称。在本实施方式中,作为矿山机械的一种搬运车辆,是以把碎石或在碎石的采掘时产生的沙土或岩石等作为货物进行搬运的自卸汽车20为例,但本实施方式的矿山机械不限于自卸汽车20。例如,本实施方式所涉及的矿山机械可以是作为采掘碎石等的挖掘机械发挥功能的液压式挖掘机或电动挖掘机或车轮加载器。在本实施方式中,自卸汽车20是通过操作者的操作而行驶、或卸下货物的有人的矿山机械,但自卸汽车20不限于这样。例如,自卸汽车20可以是由管理系统I来管理运行的无人的自卸汽车。
[0055]在矿山中,自卸汽车20在进行装载工作的地点(以下称作装载场)LPA被液压式挖掘机等的装载机4装上岩石或沙土等。而且,自卸汽车20在进行货物的排出工作的地点(以下称作排土场)DPA对所述装上的岩石或沙土等进行排土。自卸汽车20在装载场LPA与排土场DPA之间行驶于路径Rg、Rr而移动。
[0056]<矿山机械的管理系统的概要>
[0057]矿山机械的管理系统(以下,酌情称为管理系统)I的管理装置10通过无线通信从自卸汽车20收集包含与作为矿山机械的自卸汽车20的位置相关的信息在内的作业信息。管理装置10与作为移动体的自卸汽车20不同,例如设置于矿山的管理设施。如此,管理装置10原则上不考虑移动。管理装置10所收集的信息是与自卸汽车20的作业状态相关的信息(以下,酌情称为作业信息),例如是作为与自卸汽车20的位置相关的信息的位置信息(玮度、经度以及高度的坐标)、行驶时间、行驶距离、发动机水温、异常的有无、异常之处、燃油消耗比以及装载量等当中的至少一者。作业信息主要用于自卸汽车20的行驶路地图创建、行驶路映射、驾驶评价、预防保养以及异常诊断等。因此,作业信息对于满足矿山的生产率提高或矿山的操作性的改善这样的需求而言是有用的。
[0058]管理装置10为了收集在矿山中工作的自卸汽车20的作业信息,而与具有天线18A的管理侧无线通信装置18连接。自卸汽车20为了发送作业信息、或与管理装置10进行相互通信,不仅具有车载无线通信装置还具有天线28A。关于车载无线通信装置将在后面叙述。此外,自卸汽车20能以GPS用天线28B来接收来自GPS(Global Posit1ning System:全球定位系统)卫星5A、5B、5C的电波,以定位自身位置。此外,为了测量自身的位置,不限于GPS卫星,也可以是基于其他的定位用卫星。S卩,只要是能基于GNSS (全地球导航卫星系统:Global Navigat1n Satellite System)的位置测量即可。
[0059]自卸汽车20从天线28A发送的电波的输出不具有能覆盖矿山整个区域程度的可通信范围。另外,从天线28A发送的电波因波长的关系而无法越过高山等的障碍物发送至远方。当然,若使用能输出高输出的电波的无线通信装置,则这样的通信障碍将消除,可通信范围扩大,能消除不可通信的地点。但由于矿山广大,因此需要抑制中继器或通信装置的成本、以及需要应对因是存在矿山的地区而无法期待确保所配备的通信基础设施的状况。故而,管理系统I使用无线LAN (Local Area Network ;局域网)等的在受限范围内能形成信息通信网的无线系统。根据无线LAN等,虽能以低成本来实现矿山机械与管理设施(管理装置10)的相互通信,但需要解决通信障碍的问题。
[0060]自卸汽车20从天线28A发送的电波的到达范围受限。因此,若自卸汽车20与管理装置10的距离远,或两者问存在山M等的障碍物,则管理侧无线通信装置18难以接收从自卸汽车20发送的电波。故而,管理系统I具有对从自卸汽车20的天线28A发送的电波进行中继而发送至管理侧无线通信装置18的中继器3。通过在矿山内的多个规定之处设置中继器3,从而管理装置10能从在远离自身的位置处作业的自卸汽车20通过无线通信来收集作业信息。
[0061]在从中继器3到管理侧无线通信装置18的距离远的情况下,在中继器3与管理侧无线通信装置18之间,配置用于中继两者的中间中继器6。在本实施方式中,中间中继器6仅中继中继器3与管理侧无线通信装置18,不中继自卸汽车20从天线28A发送的电波。在本实施方式中,中间中继器6不中继来自对应的中继器3以外的中继器的电波。例如,如图1所示,对来自加油站2的中继器3的电波进行中继的只有I台中间中继器6。此外,中间中继器6在图1中表现为与I个中继器3呈对应的关系,但不限于对应的关系,各中间中继器6能中继从对应的多个中继器3送来的电波。
[0062]以中继器3的配置地点为中心的周围的规定区域(图1中以圆形表示的区域)是搭载于自卸汽车20的第I无线通信装置(后述的车载无线通信装置27,参照图3)在与中继器3之间能相互进行无线通信的范围、即可通信范围7。存在于可通信范围7的自卸汽车20能经由中继器3等而与管理侧无线通信装置18相互进行无线通信。
[0063]在管理装置10通过无线通信从自卸汽车20收集作业信息的情况下,在自卸汽车20对管理装置10发送作业信息等的过程中因自卸汽车20行驶而移动,有时自卸汽车20会驶出可通信范围7。其结果,自卸汽车20在第I无线通信装置发送完要发送至管理装置10的全部作业信息之前有时通信会中断。
[0064]为了避免通信的中断,在管理装置10接收作业信息等的期间,换言之自卸汽车20发送作业信息等的期问,优选自卸汽车20存在于可通信范围7内。故而,优选在自卸汽车20处于停止的状态的地点接收来自自卸汽车20的天线28A的电波,以使自卸汽车20可靠地存在于可通信范围7内。因此,优选控制成:在自卸汽车20可靠地在可通信范围7内进行了某种程度的时间(能发送完要发送的全部作业信息等的程度的时间以上的时间)停车的地点,从自卸汽车20朝向中继器3发送作业信息等。
[0065]在本实施方式中,例如在加油站2设置中继器3。在加油站2,为了加注用于驱动自卸汽车20的发动机的燃油,预料自卸汽车20要进行某种程度的时间的停车。故而,在用于使管理装置10从加油中的自卸汽车20可靠地接收作业信息等的时间的期间,自卸汽车20能可靠地维持存在于可通信范围7内的状态。其结果,管理装置10能通过无线通信从自卸汽车20可靠地收集作业信息等。此外,由于矿山广大,因此在本实施方式中,除了加油站2以外,在自卸汽车20的移动路径的附近也配置中继器3,以从作业中的自卸汽车20收集作业信息。接下来,更详细地说明管理装置10。
[0066]<管理装置>
[0067]图2是本实施方式所涉及的矿山机械的管理系统所具有的管理装置的功能框图。管理装置10包含:管理侧处理装置12、管理侧存储装置13以及输入输出部(I / 0)15。进而,管理装置10在输入输出部15连接有显示装置16、输入装置17、管理侧无线通信装置18以及输出装置19。管理装置10例如是计算机。管理侧处理装置12例如是CPU (CentralProcessing Unit;中央处理器)。管理侧存储装置13例如是RAM (RandomAccess Memory ;随机存取存储器)、ROM (Read Only Memory ;只读存储器)、闪存或硬盘驱动器等或它们的组合。输入输出部15用于管理侧处理装置12、与连接在管理侧处理装置12外部的显示装置16、输入装置17、管理侧无线通信装置18以及输出装置19之间的信息的输入输出(接口)。
[0068]管理侧处理装置12执行本实施方式所涉及的矿山机械的管理方法。管理侧处理装置12包含路径判定部12a、坡度解析部12b、区域确定部12c、路径信息创建部12d以及
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